Die komplementären Stränge in doppelsträngiger DNA replizieren sich unterschiedlich schnell. Auf einem Strang ist der Replikationsprozess kontinuierlich und schnell; Dieser neu gebildete Tochterstrang wird als führender Strang bezeichnet.

Auf dem anderen Strang ist der Replikationsprozess diskontinuierlich, relativ langsamer und beginnt etwas später; dieser Tochterstrang wird als nacheilender Strang bezeichnet.

DNA-Polymerase kann DNA nur in 5'- bis 3'-Richtung synthetisieren. Aus diesem Grund wird der Leitstrang kontinuierlich synthetisiert.

Die DNA-Polymerase kann jedoch keine DNA in einer 3'- bis 5'-Richtung auf dem nacheilenden Strang synthetisieren.

Um dieses Problem zu lösen, wird die DNA-Synthese diskontinuierlich in einer 5'- bis 3'-Richtung durchgeführt.

Das Enzym DNA-Primase, das sich in der Nähe der Öffnung der Replikationsgabel befindet, synthetisiert mehrere RNA-Primer auf dem nacheilenden Strang, während sich die DNA abwickelt.

Dann synthetisiert die DNA-Polymerase DNA am Ende des Primers, bis sie auf den nächsten Primer trifft.

Dieser Zyklus der Primersynthese durch Primase und der anschließenden DNA-Verlängerung durch Polymerase setzt sich entlang des nacheilenden Strangs fort. Die dabei entstehenden kurzen DNA-Fragmente werden als Okazaki-Fragmente bezeichnet.

Das Enzym RNase H entfernt dann die RNA-Primer, die zwischen den Okazaki-Fragmenten eingestreut sind.

Eine weitere DNA-Polymerase füllt dann die leeren Räume, die nach der Entfernung der RNA-Primer übrig bleiben.

Die DNA-Polymerase kann jedoch die Kerben zwischen den Okazaki-Fragmenten nicht füllen.

Diese letzte Aufgabe übernimmt das Enzym DNA-Ligase, das das 3'-Ende eines Fragments mit dem 5'-Ende eines anderen Fragments verbindet, um aus dem diskontinuierlichen nacheilenden Strang einen kontinuierlichen zu machen.